В условиях оскудения ресурсов нам пора переходить на методы матушки-природы.

За миллионы лет биологические виды изобрели бесчисленное множество способов выживания. Но всего за пару сотен лет промышленной революции мы сумели догнать природу в поисках ещё более прочных, жёстких, многоцелевых материалов.

Возьмём, например, сталь. По данным Международной ассоциации производителей стали, на каждую произведённую тонну в атмосферу выбрасывается 1,8 т углекислого газа. В общей сложности индустрия чугуна и стали несёт ответственность за 6,7% мирового объёма выбросов CO2 по итогам 2010 года. Между тем скромный паук создаёт волокно, которое из расчёта на единицу массы прочнее стали. Паук Дарвина с Мадагаскара прядёт паутину, которая вдесятеро прочнее стали и кевлара — синтетического волокна, используемого в пуленепробиваемых жилетах. Как видим, материаловеды не напрасно учатся у природы. Самые последние достижения представлены на проходящей в Париже выставке En Vie.

Курирует экспозицию Кароль Колле, заместитель директора НИИ перспективной ткани Центрального коллежа Сен-Мартен. По мнению учёных, архитекторов, биологов и инженеров, которые решили прислушаться к совету дизайнеров, в мире будущего все предметы первой необходимости будут выращиваться и биологическое производство заменит промышленное. Генетически перепрограммированные бактерии создадут новые материалы, новую энергетику и даже новую медицину.

В этом фантастическом месте можно увидеть вазу, которую изваяли 60 тыс. пчёл, магнитные растения, мебель из грибов и обувь из целлюлозы. Вы можете распечатать водоросли на рисовой бумаге и съесть их или вырастить тыквы в форме деталей осветительных приборов и радиоприёмников (придётся подождать несколько месяцев). Это не причудливые конструкции, а реальные товары, созданные или оформленные непосредственно с помощью природы.

Другая часть выставки посвящена проектам будущего. Например, внешнее покрытие зданий могло бы многому научиться у человеческой кожи, сохраняя интерьер тёплым или прохладным в зависимости от условий окружающей среды.

«Достижения науки и техники сделали возможной имитацию естественных процессов в лаборатории, — отмечает Крейг Виерра из Тихоокеанского университета (США). — Это очень волнующий момент». Последние годы г-н Виерра отдал выращиванию бактерий, способных производить белки паутины. Белки паутины очищают от белков бактерий, затем концентрируют их с помощью сублимационной сушилки и получают порошок. В материал добавляют растворитель и формуют его в волокна методом мокрого прядения, растягивая втрое больше исходной длины.

«Механические свойства синтетических волокон ещё не совсем достигли показателей натуральных, но мы стремительно к ним приближаемся», — уверяет учёный.

Он свято верит в то, что мир спасёт биология: «Мать-природа подарила нам прекрасные материалы, которые широко применяются в текстильной промышленности. В будущем она поможет нам создать новые биокомпозитные материалы, которые, что немаловажно, плюс ко всему будут биологически чистыми. Население растёт, и природные ресурсы истощаются. Нужны новые методы и стратегии для получения большего количества материалов, нетоксичных для окружающей среды. Многие из материалов, синтезируемых сегодня, очень опасны для дикой природы».

Г-н Виерра считает, что активное финансирование отрасли в последнее десятилетие говорит само за себя: «Учёные стараются доказать, что их исследования имеют прямую связь с тем, чего требует общество, чтобы получить деньги».

По его мнению, альтернативного маршрута нет. Без прогресса в материаловедении мы будем по-прежнему выпускать материалы низшего порядка и наносить ущерб окружающей среде. Вот экспонаты выставки En Vie, которые г-ну Виерра показались самыми перспективными.
 
Сюзанна Ли основала фирму BioCouture в 2003 году с единственной целью — чтобы развивать биодизайн в индустрии моды. BioCouture ищет новаторские биоматериалы и показывает их производителям, чтобы выявить проекты, которые действительно можно вывести на рынок. Попутно здесь был разработан прототип шлема, дизайн которого вдохновлён устройством экзоскелета у раков и крабов. Он создан из целлюлозы и кератина, дабы максимально напоминать хитин. Кроме того, из зелёного чая, сахара, бактерий и дрожжей г-жа Ли вырастила аналог кожи.

На выставке Сюзанна представила первую в мире обувь, которую не сделали, а вырастили. Помогла в этом дизайнер обуви Лиз Циокайло-Сквайр. Целлюлозные туфельки хороши уже тем, что их можно выращивать под любую ногу.

«Этот подход похож на наш, — замечает г-н Виерра. — В данном случае бактерии и дрожжи используются для создания структурного компонента, который находится в клеточной стенке. Это биологически разлагаемый, экологичный материал. У него хорошая прочность на растяжение, хотя и не такая высокая, как у паутины, и ему легко придать форму. Очень разумная идея».
 

Японский дизайнер Марин Сава желает нам здоровья. Вместе с исследователями из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) она разработала технологию струйной печати Bioprinter, с помощью которой живые водоросли наносятся на рисовую бумагу и немедленно употребляются. Печать разрывает клетки и облегчает процесс усвоения содержащихся в них веществ. По сути, это абсолютно новый способ приёма биодобавок, готовый к выходу на рынок.

Г-н Виерра согласен с тем, что печать микроводорослей, выращенных в домашних условиях, действительно найдёт применение в некоторых странах мира, но захотят ли представители других культур отойти от своих кулинарных традиций? И потом, справится ли простой человек, мало знакомый с правилами работы в биологической лаборатории, с обеспечением стерильности у себя дома? Впрочем, если продовольственный кризис развернётся в полную силу, у нас, возможно, просто не будет выбора — только водоросли и специальные питательные добавки к ним.

Дизайнер мебели Филип Росс решил вырастить грибной стул. Он начинал со смешивания живых клеток с опилками для создания скульптур, но, увидев, насколько лёгким и крепким оказался получившийся материал, занялся товарами широкого потребления. «Целлюлоза служит одновременно и продуктом питания, и направляющей роста организма, — рассказывает г-н Росс. — В течение недели заполнитель затвердевает в результате естественного стремления грибов к объединению небольших кусочков ткани в большое составное целое».

По мнению г-на Виерра, осталось ответить на вопросы о том, как нейтрализовать дальнейший рост и будут ли грибы или смолы, применяемые для обработки, после высыхания представлять угрозу для здоровья.

Подготовлено по материалам Wired UK.

http://compulenta.computerra.ru/tehnika/design/10008593/